9.解方程$(y^2 - 3y + 2)(y^2 + 3y - 2) = y^2(y + 3)(y - 3)$。
答案
$(y^2 - 3y + 2)(y^2 + 3y - 2) = y^2(y + 3)(y - 3)$,
$[y^2-(3y-2)][y^2+(3y-2)]=y^2(y+3)(y-3)$,
$y^4-(3y-2)^2=y^2(y^2-9)$,
$y^4-9y^2+12y-4=y^4-9y^2$,
$12y-4=0$,
解得$y=\frac{1}{3}.$
$[y^2-(3y-2)][y^2+(3y-2)]=y^2(y+3)(y-3)$,
$y^4-(3y-2)^2=y^2(y^2-9)$,
$y^4-9y^2+12y-4=y^4-9y^2$,
$12y-4=0$,
解得$y=\frac{1}{3}.$
解析
【分析】
观察方程左右两边的整式结构,可优先利用平方差公式简化运算:左边两个因式中,$y^2$是相同项,$-(3y-2)$与$+(3y-2)$是互为相反数的项,可将左边变形为平方差公式的标准形式$(a-b)(a+b)$;右边$(y+3)(y-3)$也符合平方差公式的结构。先通过平方差公式化简左右两边,消去高次项后即可转化为一元一次方程求解,避免直接展开所有项带来的繁琐计算。
【解析】
第一步:将方程左右两边分别变形为平方差形式:
左边:$(y^2 - 3y + 2)(y^2 + 3y - 2)=[y^2-(3y-2)][y^2+(3y-2)]$
右边:$y^2(y + 3)(y - 3)=y^2(y^2-9)$
第二步:利用平方差公式$(a-b)(a+b)=a^2-b^2$展开:
左边展开得:$y^4-(3y-2)^2$
第三步:展开完全平方式并整理左边,同时展开右边:
左边:$y^4-(9y^2-12y+4)=y^4-9y^2+12y-4$
右边展开得:$y^4-9y^2$
第四步:移项消去左右两边相同的项$y^4$和$-9y^2$,得:
$12y-4=0$
第五步:解一元一次方程:
$12y=4$,解得$y=\frac{4}{12}=\frac{1}{3}$
【答案】
$y=\frac{1}{3}$
【知识点】
平方差公式;整式化简;解一元一次方程
【点评】
本题重点考查乘法公式在解方程中的灵活应用,解题核心是准确识别式子中符合平方差公式的结构特征,通过公式简化运算,既提升解题效率,也能减少直接展开多项式带来的计算错误。
【难度系数】
0.7
观察方程左右两边的整式结构,可优先利用平方差公式简化运算:左边两个因式中,$y^2$是相同项,$-(3y-2)$与$+(3y-2)$是互为相反数的项,可将左边变形为平方差公式的标准形式$(a-b)(a+b)$;右边$(y+3)(y-3)$也符合平方差公式的结构。先通过平方差公式化简左右两边,消去高次项后即可转化为一元一次方程求解,避免直接展开所有项带来的繁琐计算。
【解析】
第一步:将方程左右两边分别变形为平方差形式:
左边:$(y^2 - 3y + 2)(y^2 + 3y - 2)=[y^2-(3y-2)][y^2+(3y-2)]$
右边:$y^2(y + 3)(y - 3)=y^2(y^2-9)$
第二步:利用平方差公式$(a-b)(a+b)=a^2-b^2$展开:
左边展开得:$y^4-(3y-2)^2$
第三步:展开完全平方式并整理左边,同时展开右边:
左边:$y^4-(9y^2-12y+4)=y^4-9y^2+12y-4$
右边展开得:$y^4-9y^2$
第四步:移项消去左右两边相同的项$y^4$和$-9y^2$,得:
$12y-4=0$
第五步:解一元一次方程:
$12y=4$,解得$y=\frac{4}{12}=\frac{1}{3}$
【答案】
$y=\frac{1}{3}$
【知识点】
平方差公式;整式化简;解一元一次方程
【点评】
本题重点考查乘法公式在解方程中的灵活应用,解题核心是准确识别式子中符合平方差公式的结构特征,通过公式简化运算,既提升解题效率,也能减少直接展开多项式带来的计算错误。
【难度系数】
0.7
10.【问题背景】在同类项中,$5a - 3a + a = (5 - 3 + 1)a = 3a$,类似的,$5(x + y) - 3(x + y) + (x + y) = (5 - 3 + 1)(x + y) = 3(x + y)$。整体思想是中学数学解题中一种重要思想,在多项式求值与化简中应用广泛。
去括号法则的逆向运用就是添括号,将$a - b$整体放入“$-$(
【问题再现】(1)若将$(x - y)^2$看作一个整体,化简$3(x - y)^2 - 6(x - y)^2 + 2(x - y)^2$。
【问题推广】(2)已知$a^2 - 2b = 1$,求$3 - 2a^2 + 4b$的值。
【拓展提升】(3)已知$a - 2b = 1$,$2b - c = -1$,$c - d = 2$,求$a - 4b + 4c - 3d$的值。
去括号法则的逆向运用就是添括号,将$a - b$整体放入“$-$(
$b-a$
)”就变为$-(-a + b)$,将$a - b$整体放入“$+$($a-b$
)”就变为$+(a - b)$。【问题再现】(1)若将$(x - y)^2$看作一个整体,化简$3(x - y)^2 - 6(x - y)^2 + 2(x - y)^2$。
【问题推广】(2)已知$a^2 - 2b = 1$,求$3 - 2a^2 + 4b$的值。
【拓展提升】(3)已知$a - 2b = 1$,$2b - c = -1$,$c - d = 2$,求$a - 4b + 4c - 3d$的值。
答案
(1)$3(x-y)^2-6(x-y)^2+2(x-y)^2=(3-6+2)(x-y)^2=-(x-y)^2.$
(2)$\because a^2-2b=1,\therefore 3-2a^2+4b=3-2(a^2-2b)=3-2×1=1.$
(3)$a-4b+4c-3d=a-2b-2b+c+3c-3d=a-2b-(2b-c)+3(c-d)$,
$\because a-2b=1,2b-c=-1,c-d=2,\therefore 原式=1-(-1)+3×2=1+1+6=8.$
(2)$\because a^2-2b=1,\therefore 3-2a^2+4b=3-2(a^2-2b)=3-2×1=1.$
(3)$a-4b+4c-3d=a-2b-2b+c+3c-3d=a-2b-(2b-c)+3(c-d)$,
$\because a-2b=1,2b-c=-1,c-d=2,\therefore 原式=1-(-1)+3×2=1+1+6=8.$
解析
【分析】
(1) 按照题目给出的整体思想,将$(x-y)^2$看作一个整体,类比合并同类项的方法,只需将各项的系数相加减,整体部分保持不变即可完成化简。
(2) 观察已知条件$a^2-2b=1$和待求式$3-2a^2+4b$,发现可对待求式的后两项提取公因式$-2$,变形为含有$a^2-2b$的形式,再整体代入已知数值计算即可。
(3) 首先将待求式$a-4b+4c-3d$通过拆项、添括号的方式,转化为含有已知式$a-2b$、$2b-c$、$c-d$的组合形式,再将已知的三个式子的值整体代入计算,注意添括号时的符号变化。
【解析】
(1) 把$(x-y)^2$看作整体合并同类项:
$3(x-y)^2-6(x-y)^2+2(x-y)^2=(3-6+2)(x-y)^2=-(x-y)^2$
(2) 先对待求式变形,再整体代入:
$\because a^2-2b=1$
$\therefore 3-2a^2+4b=3-2(a^2-2b)=3-2×1=1$
(3) 先将待求式拆分化为已知式的组合,再代入计算:
$a-4b+4c-3d=a-2b-2b+c+3c-3d=a-2b-(2b-c)+3(c-d)$
$\because a-2b=1,2b-c=-1,c-d=2$
$\therefore$ 原式$=1-(-1)+3×2=1+1+6=8$
【答案】
(1) $-(x-y)^2$;(2) $1$;(3) $8$
【知识点】
整体代入思想,合并同类项,代数式求值
【点评】
本题主要考查整体思想在整式运算和代数式求值中的应用,解题关键是观察已知条件和所求代数式的结构特点,通过拆项、提取公因式、添括号等变形方式,将所求代数式转化为含已知代数式的形式,代入计算时要注意添去括号的符号变化,避免出现符号错误。
【难度系数】
0.7
(1) 按照题目给出的整体思想,将$(x-y)^2$看作一个整体,类比合并同类项的方法,只需将各项的系数相加减,整体部分保持不变即可完成化简。
(2) 观察已知条件$a^2-2b=1$和待求式$3-2a^2+4b$,发现可对待求式的后两项提取公因式$-2$,变形为含有$a^2-2b$的形式,再整体代入已知数值计算即可。
(3) 首先将待求式$a-4b+4c-3d$通过拆项、添括号的方式,转化为含有已知式$a-2b$、$2b-c$、$c-d$的组合形式,再将已知的三个式子的值整体代入计算,注意添括号时的符号变化。
【解析】
(1) 把$(x-y)^2$看作整体合并同类项:
$3(x-y)^2-6(x-y)^2+2(x-y)^2=(3-6+2)(x-y)^2=-(x-y)^2$
(2) 先对待求式变形,再整体代入:
$\because a^2-2b=1$
$\therefore 3-2a^2+4b=3-2(a^2-2b)=3-2×1=1$
(3) 先将待求式拆分化为已知式的组合,再代入计算:
$a-4b+4c-3d=a-2b-2b+c+3c-3d=a-2b-(2b-c)+3(c-d)$
$\because a-2b=1,2b-c=-1,c-d=2$
$\therefore$ 原式$=1-(-1)+3×2=1+1+6=8$
【答案】
(1) $-(x-y)^2$;(2) $1$;(3) $8$
【知识点】
整体代入思想,合并同类项,代数式求值
【点评】
本题主要考查整体思想在整式运算和代数式求值中的应用,解题关键是观察已知条件和所求代数式的结构特点,通过拆项、提取公因式、添括号等变形方式,将所求代数式转化为含已知代数式的形式,代入计算时要注意添去括号的符号变化,避免出现符号错误。
【难度系数】
0.7
11.阅读材料:若$m^2 -2mn +2n^2 -8n +16=0$,求$m,n$的值.
$\because m^2 -2mn +2n^2 -8n +16=0$,
$\therefore (m^2 -2mn +n^2)+(n^2 -8n +16)=0$.
$\therefore (m-n)^2 + (n-4)^2=0$.
$\therefore (m-n)^2=0,(n-4)^2=0$.
$\therefore n=4,m=4$.
根据你的观察,探究下面的问题.
(1)$a^2 +b^2 -4a +4=0$,则$a=$
(2)已知$x^2 +2y^2 -2xy -6y +9=0$,求$x^y$的值.
(3)已知$a,b,c$是$△ ABC$的三边长,且满足$(a+b+c)^2=3(a^2 +b^2 +c^2)$,求证$△ ABC$为等边三角形.
$\because m^2 -2mn +2n^2 -8n +16=0$,
$\therefore (m^2 -2mn +n^2)+(n^2 -8n +16)=0$.
$\therefore (m-n)^2 + (n-4)^2=0$.
$\therefore (m-n)^2=0,(n-4)^2=0$.
$\therefore n=4,m=4$.
根据你的观察,探究下面的问题.
(1)$a^2 +b^2 -4a +4=0$,则$a=$
2
, $b=$0
.(2)已知$x^2 +2y^2 -2xy -6y +9=0$,求$x^y$的值.
(3)已知$a,b,c$是$△ ABC$的三边长,且满足$(a+b+c)^2=3(a^2 +b^2 +c^2)$,求证$△ ABC$为等边三角形.
答案
(1)2 0
(2)$\because x^2 +2y^2 -2xy -6y +9=0,\therefore x^2 +y^2 -2xy +y^2 -6y +9=0$,
即$(x-y)^2+(y-3)^2=0$,则$x-y=0,y-3=0$,解得$x=y=3$.
$\therefore x^y=(3)^3=27.$
(3)$\because (a+b+c)^2=3(a^2 +b^2 +c^2),\therefore 2a^2 -2ab +2b^2 -2bc -2ac +2c^2=0.$
$\therefore (a-b)^2+(a-c)^2+(b-c)^2=0$,则$a-b=0,b-c=0,a-c=0$,解得$a=b=c$,
$\therefore △ABC$是等边三角形.
(2)$\because x^2 +2y^2 -2xy -6y +9=0,\therefore x^2 +y^2 -2xy +y^2 -6y +9=0$,
即$(x-y)^2+(y-3)^2=0$,则$x-y=0,y-3=0$,解得$x=y=3$.
$\therefore x^y=(3)^3=27.$
(3)$\because (a+b+c)^2=3(a^2 +b^2 +c^2),\therefore 2a^2 -2ab +2b^2 -2bc -2ac +2c^2=0.$
$\therefore (a-b)^2+(a-c)^2+(b-c)^2=0$,则$a-b=0,b-c=0,a-c=0$,解得$a=b=c$,
$\therefore △ABC$是等边三角形.
解析
【分析】
本题考查配方法与非负数性质的结合应用,解题核心思路是利用完全平方公式的结构特征,将等式左边的多项式拆项分组,配成若干个完全平方式的和,再根据“若干个非负数的和为0,则每个非负数均为0”的性质,求出对应未知数的值或关系,进而解决问题。
(1) 先将含a的项配成完全平方式,剩余部分为$b^2$,即可根据非负性求a、b;
(2) 把$2y^2$拆分为两个$y^2$,分别与含x的项、常数项配成两个完全平方式,求出x、y后代入计算$x^y$;
(3) 先将等式左边完全展开,移项整理后拆项配成三个完全平方式的和,推导得到a、b、c的数量关系,即可判断三角形形状。
【解析】
(1) 对等式变形:
$\because a^2 +b^2 -4a +4=0$
$\therefore (a^2-4a+4)+b^2=0$
$\therefore (a-2)^2 + b^2=0$
$\because$ 平方具有非负性,$\therefore (a-2)^2≥0, b^2≥0$
$\therefore (a-2)^2=0, b^2=0$
解得$a=2, b=0$。
(2) 对等式变形:
$\because x^2 +2y^2 -2xy -6y +9=0$
$\therefore (x^2 + y^2 -2xy)+(y^2 -6y +9)=0$
$\therefore (x-y)^2 + (y-3)^2=0$
$\because$ 平方具有非负性,$\therefore (x-y)^2≥0, (y-3)^2≥0$
$\therefore x-y=0, y-3=0$
解得$x=y=3$
$\therefore x^y=3^3=27$。
(3) 证明:
$\because (a+b+c)^2=3(a^2 +b^2 +c^2)$
将左边展开得:$a^2+b^2+c^2+2ab+2bc+2ac=3a^2+3b^2+3c^2$
移项整理得:$2a^2 + 2b^2 + 2c^2 - 2ab - 2bc - 2ac=0$
拆项分组得:$(a^2-2ab+b^2)+(a^2-2ac+c^2)+(b^2-2bc+c^2)=0$
$\therefore (a-b)^2 + (a-c)^2 + (b-c)^2=0$
$\because$ 平方具有非负性,$\therefore (a-b)^2≥0, (a-c)^2≥0, (b-c)^2≥0$
$\therefore a-b=0, a-c=0, b-c=0$
解得$a=b=c$
$\therefore △ ABC$为等边三角形。
【答案】
(1) $2$;$0$
(2) $27$
(3) $△ ABC$为等边三角形,得证。
【知识点】
配方法的应用;非负数的性质;完全平方公式
【点评】
本题是乘法公式应用的典型题型,解题关键是掌握完全平方公式的结构,能够对多项式合理拆项配方,结合非负数的性质推导未知量的关系,能够有效考查代数变形能力和逻辑推理能力。
【难度系数】
0.65
本题考查配方法与非负数性质的结合应用,解题核心思路是利用完全平方公式的结构特征,将等式左边的多项式拆项分组,配成若干个完全平方式的和,再根据“若干个非负数的和为0,则每个非负数均为0”的性质,求出对应未知数的值或关系,进而解决问题。
(1) 先将含a的项配成完全平方式,剩余部分为$b^2$,即可根据非负性求a、b;
(2) 把$2y^2$拆分为两个$y^2$,分别与含x的项、常数项配成两个完全平方式,求出x、y后代入计算$x^y$;
(3) 先将等式左边完全展开,移项整理后拆项配成三个完全平方式的和,推导得到a、b、c的数量关系,即可判断三角形形状。
【解析】
(1) 对等式变形:
$\because a^2 +b^2 -4a +4=0$
$\therefore (a^2-4a+4)+b^2=0$
$\therefore (a-2)^2 + b^2=0$
$\because$ 平方具有非负性,$\therefore (a-2)^2≥0, b^2≥0$
$\therefore (a-2)^2=0, b^2=0$
解得$a=2, b=0$。
(2) 对等式变形:
$\because x^2 +2y^2 -2xy -6y +9=0$
$\therefore (x^2 + y^2 -2xy)+(y^2 -6y +9)=0$
$\therefore (x-y)^2 + (y-3)^2=0$
$\because$ 平方具有非负性,$\therefore (x-y)^2≥0, (y-3)^2≥0$
$\therefore x-y=0, y-3=0$
解得$x=y=3$
$\therefore x^y=3^3=27$。
(3) 证明:
$\because (a+b+c)^2=3(a^2 +b^2 +c^2)$
将左边展开得:$a^2+b^2+c^2+2ab+2bc+2ac=3a^2+3b^2+3c^2$
移项整理得:$2a^2 + 2b^2 + 2c^2 - 2ab - 2bc - 2ac=0$
拆项分组得:$(a^2-2ab+b^2)+(a^2-2ac+c^2)+(b^2-2bc+c^2)=0$
$\therefore (a-b)^2 + (a-c)^2 + (b-c)^2=0$
$\because$ 平方具有非负性,$\therefore (a-b)^2≥0, (a-c)^2≥0, (b-c)^2≥0$
$\therefore a-b=0, a-c=0, b-c=0$
解得$a=b=c$
$\therefore △ ABC$为等边三角形。
【答案】
(1) $2$;$0$
(2) $27$
(3) $△ ABC$为等边三角形,得证。
【知识点】
配方法的应用;非负数的性质;完全平方公式
【点评】
本题是乘法公式应用的典型题型,解题关键是掌握完全平方公式的结构,能够对多项式合理拆项配方,结合非负数的性质推导未知量的关系,能够有效考查代数变形能力和逻辑推理能力。
【难度系数】
0.65
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